Neue Prozesse für das Klima: Deutsche Grundstoffindustrie setzt auf innovative Verfahren

Mit der Fördermaßnahme KlimPro-Industrie fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Forschungs- und Entwicklungsprojekte, die innovative Prozesse in der Grundstoffindustrie erforschen. Das Ziel der Projekte ist, prozessbedingte Treibhausgas-Emissionen zu reduzieren. In Bereichen wie der Stahl- oder der Chemieindustrie fallen aufgrund der Prozessführung sowie des großen Energiebedarfs besonders hohe CO₂-Emissionen an. Damit die Industrie in Deutschland in Zukunft klimaneutral produzieren kann, müssen in allen Bereichen Prozesse grundlegend umgestellt werden. Das BMBF fördert diese Projekte von 2021 an bis 2029 mit bis zu 80 Millionen Euro. Seit Jahresanfang sind neun Vorhaben gestartet, drei weitere beginnen voraussichtlich Anfang 2022. Weitere sieben Projekte befinden sich in der Bewilligungsphase.

Industrie und Forschung vernetzen sich – für eine effektive Reduktion der CO₂-Emissionen

Im November kamen die laufenden Projekte erstmals im Rahmen einer virtuellen Veranstaltung zusammen. Das Treffen diente dazu, die Vorhaben frühzeitig miteinander zu vernetzen, um mögliche Schnittmengen zu identifizieren und Synergieeffekte zu erzeugen. Dabei präsentierten sich die Industriebereiche Glas, Chemie, Stahl, Keramik und Zement mit Kurzvorstellungen der laufenden Projekte.

In den Präsentationen zeigte sich deutlich, welche großen Hebel für den Klimaschutz in den genannten Industrien liegen:

• So benötigt etwa die Glasindustrie enorme Mengen an Energie, um die Glasrohstoffe auf bis zu 1.700 °C zu erwärmen. Dazu könnte zukünftig der Energieeintrag durch Mikrowellen die Effizienz des Prozesses deutlich verbessern und dadurch den Energiebedarf beträchtlich senken. Zudem soll untersucht werden, wie sich eine Umstellung von fossilen Brennstoffen auf klimaneutral hergestellten Wasserstoff auswirkt.
• In der chemischen Industrie hat sich beispielsweise ein Konsortium mit insgesamt zwölf Partnern wie Universitäten, spezialisierten Unternehmen sowie unternehmerischen Branchengrößen wie BASF oder Evonik zusammengefunden, um die Energieeffizienz der breitflächig zum Einsatz kommenden Trenn- und Vereinigungsprozesse zu optimieren und so den Energiebedarf deutlich zu senken.
• In einem weiteren Projekt soll die Herstellung des weltweit im Millionen-Tonnen-Maßstab produzierten Grundstoffs Soda (Natriumcarbonat) mit innovativer Prozesschemie neu entwickelt werden. Der bisher verwendete Prozess wurde bereits im Jahr 1860 entwickelt und soll nun auch mit dem Ziel, den CO₂-Ausstoß zu reduzieren, modernisiert werden.
• Beim konventionellen Prozess der Zementherstellung ist die Reduktion von CO₂-Emissionen besonders komplex, da das Klimagas aus dem notwendigen Rohstoff Kalk stammt. Auch hierfür wurde ein innovativer Ansatz entwickelt, der auf der Nutzung von Recyclingbeton beruht. Besonderes Merkmal dieser Lösung ist es, dass die Zementhärtung nicht durch Wasser, sondern mit Kohlendioxid erfolgt. Damit kann der Kohlenstoffkreislauf innerhalb des Verfahrens geschlossen werden und es wird kein CO₂ mehr freigesetzt.

Die ersten Ergebnisse dieser Projekte sollen 2022 auf einer öffentlichen Statuskonferenz vorgestellt werden. Damit der Transfer der entwickelten Technologien in der Praxis unterstützt sowie die Fördermaßnahme in der Öffentlichkeit bekannt gemacht werden, ist das Transfer- und Begleitprojekt ReInvent im Rahmen von KlimPro-Industrie initiiert worden. Es hat neben der inhaltlichen Vernetzung der Projekte auch das Ziel, die in allen Industrien insgesamt erreichbaren CO₂-Reduktionen zu quantifizieren.